DE68922836T2

DE68922836T2 - Koppelvorrichtung zum Verbinden von zwei rotierenden Gliedern.

Info

Publication number: DE68922836T2
Application number: DE68922836T
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu C O Komagan Kitamura
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH0285774U; US5037231A; JPH0640311Y2; EP0374721A2; EP0374721B1; DE68922836D1; EP0374721A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Koppelvorrichtung zum Verbinden von zwei Gliedern, die in ein Gerät eingesetzt sind und die relativ zueinander rotieren können, wie in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, des Patenanspruches 5 oder des Patentanspruches 7 angegeben ist. Eine entsprechende Koppelvorrichtung ist in der JP-U-63-168 520 beschrieben.
Ein tragbares Textverarbeitungssystem oder ein tragbarer Personalcomputer weist einen Hauptkörper und eine drehbare Anzeigeeinheit auf. Die Anzeigeeinheit ist an einer Seite des Hauptkörpers durch einen Scharniermechanismus angebracht und daher drehbar. Sobald die Einheit auf den Hauptkörper herabgebogen ist, wird sie in einer geschlossenen Position mittels eines Verriegelungsmechanismus gehalten.
Der Scharniermechanismus enthält ein Reibungsglied, das eine Reibung auf die Anzeigeeinheit ausübt, die geöffnet ist, wodurch die Einheit in einem gewünschten Winkel zu dem Hauptkörper gehalten wird. Der Scharniermechanismus kann auch eine Feder enthalten, die ein rückstellendes Drehmoment auf die Anzeigeeinheit unmittelbar dann ausübt, nachdem die Einheit einwenig aus der geschlossenen Position geöffnet ist, wodurch die Einheit schnell nach oben gedreht wird, bis die Einheit eine Position erreicht, in der sie zu dem Hauptkörper in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist.
Kürzlich ist es zunehmend verlangt worden, daß tragbare Geräte dünner gemacht werden. Je dünner sie werden, desto weniger Platz ist zum Aufnehmen des Scharniermechanismus vorgesehen. Daher ist es notwendig, daß das Reibungsglied und die Feder so klein wie möglich sind. Wenn das Reibungsglied und die Feder so klein sind, wie gewünscht wird, können sie beim Erzeugen einer angemessenen Reibung bzw. eines ausreichenden Rückstellmomentes versagen.
Folglich ist es die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Koppelvorrichtung vorzusehen, die ein richtiges Drehmoment auf ein drehbares Glied ausüben kann.
Weiter ist es die zweite Aufgabe der Erfindung, eine Koppelvorrichtung vorzusehen, die eine geeignete Reibung zwischen zwei Teilen ausüben kann, die relativ zueinander drehbar sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Koppelvorrichtung vorgesehen, die einen relativ kleinen Durchmesser aufweist und trotzdem ein richtiges Drehmoment und eine geeignete Reibung erzeugen kann. Die Kuppelvorrichtung ist so ausgelegt, daß sie ein erstes Glied mit einem zweiten Glied verbindet, das relativ zu dem ersten Glied drehbar ist, und sie weist die Merkmale des Patentanspruches 1, Patentanspruches 5 oder Patentanspruches 7 auf.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung können den entsprechenden Unteransprüchen entnommen werden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen:
Fig. 1 eine Vorderansicht ist, die eine Koppelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, die die in Fig. 1 dargestellte Koppelvorrichtung zeigt;
Fig. 3 eine linke Seitenansicht ist, die die in Fig. 1 dargestellte Koppelvorrichtung darstellt;
Fig. 4 eine rechte Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig. 5 eine Bodenansicht der in Fig. 1 gezeigten Koppelvorrichtung ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht ist, die das Armglied darstellt, das in der in Fig. 1 gezeigten Koppelvorrichtung eingesetzt ist;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Gerätes ist, in der die in Fig. 1 gezeigte Koppelvorrichtung eingesetzt ist;
Fig. 8 eine Vorderansicht ist, die eine Koppelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 eine Schnittansicht der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.10 eine linke Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.11 eine rechte Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.12 eine Bodenansicht der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.13 eine Vorderansicht ist, die eine Koppelvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig.14 eine Schnittansicht der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.15 eine rechte Seitenansicht der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung ist;
Fig.16 eine Vorderansicht ist, die eine Koppelvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig.17 eine Schnittansicht ist, die die in Fig. 16 dargestellte Koppelvorrichtung zeigt; und
Fig.18 eine rechte Seitenansicht der in Fig. 16 gezeigten Vorrichtung ist.
Eine Koppelvorrichtung 10, die die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, werden zwei identische Koppelvorrichtungen 10 in einem Gerät 11 wie ein tragbares Textverarbeitungssystem oder ein tragbarer Personalcomputer benutzt. Das Gerät 11 weist einen Hauptkörper 12 und eine Anzeigeeinheit 13 auf. Die Koppelvorrichtung 10 verbindet die Anzeigeeinheit 13 mit dem Hauptkörper 12 derart, daß die Anzeigeeinheit 13 aus einer geschlossenen Position P0 in eine offene Position P2 gedreht werden kann. Die Anzeigeeinheit 13 wird in der geschlossenen Position P0 gehalten, da der Haken eines Verriegelungsmechanismus 14 in dem Eingriffabschnitt 14a des Hauptkörpers 12 verriegelt ist. Es ist nicht notwendig zu sagen, daß die Koppelvorrichtung in einem beliebigen Gerät außerhalb eines tragbaren Textverarbeitungssystemes und eines tragbaren Personalcomputers benutzt werden kann, das mindestens zwei relativ zueinander drehbare Glieder aufweist.
Beide Koppelvorrichbungen 10 weisen ein Basisteil 15 und eine Welle 16 auf, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das Basisteil 15 weist eine Basis 17 und eine vertikale Wand 18 auf, die mit einem Ende der Basis 17 verbunden ist. Ein hohles zylindrisches Lager 19 ist in die vertikale Wand 18 eingepaßt und weist ein Durchgangsloch 20 auf. Wie am besten in Fig. 5 gezeigt ist, weist die Basis 17 ebenfalls mehrere Löcher 21 auf. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ist das Basisteil 15 an der Basis 13a der Anzeigeeinheit 13 mittels Schrauben (nicht gezeigt) befestigt, die durch die Löcher 21 gehen.
Die Welle 16 erstreckt sich durch das Loch 20 des Lagers 19, das in die vertikale Wand 18 des Basisteiles 15 eingepaßt ist. Die Welle 16 kann sich in einer ersten Richtung oder in die Richtung des Pfeiles A drehen, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist, und sie kann sich auch in eine zweite Richtung oder in die Richtung des Pfeiles B drehen, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Wie am besten in Fig. 2 gezeigt werden kann, besteht die Welle 16 aus einem ersten Abschnitt 25, einem zweiten Abschnitt 26 und einem Verbindungsabschnitt 27. Der Verbindungsabschnitt 27 ist mit dem Hauptkörper 12 des Gerätes 11 gekoppelt. Der erste Abschnitt 25, der ein massiver Zylinder ist, weist einen äußeren Durchmesser ungefähr gleich dem des Lagers 19 auf. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist der Verbindungsabschnitt 27 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist jede der Kopplungsvorrichtungen 10 weiter zwei Schraubenfedern 31 und 50 auf, die um den ersten Abschnitt 25 bzw. den zweiten Abschnitt 26 der Welle 16 gewickelt sind. Die erste Feder besteht aus einem festen Ende 32, einem freien Ende 33 und einem Schraubenabschnitt 34 der die Enden 32 und 33 verbindet. Das feste Ende erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 34. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist das feste Ende 32 in einem Loch 35 befestigt, das in das Basisteil 15 geschnitten ist. Der Schraubenabschnitt 34 ist um den ersten Abschnitt 25 und auch das Lager 19 in eine erste Rotationsrichtung oder in die Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles A gewickelt. Wenn der Schraubenabschnitt 34 in einem ungespannten Zustand ist, ist sein innerer Durchmesser kleiner als der äußere Durchmesser des ersten Abschnittes 25 der Welle 16. Daher ist der innere Umfang des Schraubenabschnittes 34 in engem Kontakt mit dem äußeren Umfang des ersten Abschnittes 25 der Welle 16. Das freie Ende 33 der ersten Schraubenfeder 31 erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 34.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist ein Arm 40 an der Welle 16 mittels eines Stiftes 41 angebracht. Der Arm 40 ist speziell geformt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Er weist ein Durchgangsloch 43, ein Loch 44 und einen Vorsprung 45 auf. Die Welle erstreckt sich durch das Loch 43, und der Stift 41 ist in das Loch 44 eingeführt. Der Vorsprung 45 steht in solch eine Richtung vor, daß er gegen das freie Ende 33 der ersten Schraubenfeder 31 stößt, wenn der Arm 40 in eine zweite Rotationsrichtung oder in die Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles B gedreht wird.
Wie beschrieben worden ist, ist die zweite Schraubenfeder 50 um den zweiten Abschnitt 26 der Welle 16 gewickelt. Die zweite Schraubenfeder 50 besteht aus einem ersten festen Ende 51, einem zweiten feste Ende 52 und einem Schraubenabschnitt 53, der die Enden 51 und 52 verbindet. Das erste feste Ende 51 ist nach außen in die radiale Richtung der Schraube 50 gebogen und in einem Loch 54 befestigt, das in das Basisteil 15 geschnitten ist. Wenn der Schraubenabschnitt 53 in einen ungespannten Zustand ist, ist der innere Durchmesse größer als der äußere Durchmesser des zweiten Abschnittes 26 der Welle 16. Das zweite feste Ende 52 der zweiten Schraubenfeder 50 erstreckt sich nach innen in die radiale Richtung des Schraubenabschnittes 53.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein zweiter Vorsprung 61 einstückig mit dem Ende der Welle 16 gebildet. Der zweite Vorsprung 61 weist einen Schlitz 60 auf, der sich in dem Durchmesser der Welle 16 erstreckt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das zweite feste Ende 52 der zweiten Schraubenfeder 50 ist in den Schlitz 60 gepaßt. Der zweite Vorsprung 61 weist auch eine ringförmige Rille 62 auf, die in seinen Umfang geschnitten ist. Ein Ring 63 ist in die ringförmige Rille 62 gepaßt, der das zweite feste Ende 52 der Welle 16 daran hindert, aus dem Schlitz 60 zu gleiten.
Es wird jetzt erläutert, wie jede der Kopplungsvorrichtungen 10 tätig ist. Wenn die Welle 16 in die erste Richtung A gedreht wird, wird eine Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 25 der Welle 16 und dem Schraubenabschnitt 34 der ersten Feder 31 erzeugt. Auf Grund dieser Reibung wird der Schraubenabschnitt 34 in die erste Richtung A verdreht. Als Resultat wird der Schraubenabschnitt 34 enger um den ersten Abschnitt 25 der Welle 16 gewickelt. Die Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 25 und dem Schraubenabschnitt 34 erhöht sich dadurch und wird kräftig genug, um die Anzeigeeinheit 13 an jeder beliebigen Position zwischen der vertikalen Position P1 und der nach hinten geneigten Position P2 zu halten, wobei beide in Fig. 7 dargestellt sind.
Der Schraubenabschnitt 53 der zweiten Schraubenfeder 50 wird in die erste Richtung A verdreht, wenn die Welle 16 in die erste Richtung A gedreht wird. Ein rückstellendes Drehmoment wird dadurch erzeugt zum Vorspannen der Welle 16 in die zweite Richtung B. Wenn dieses Drehmoment in die Richtung des Pfeiles F1 in Fig. 7 angelegt wird, kann die Anzeigeeinheit 13 daran gehindert werden, sich abwärts zu der Position P2 durch ihr eigenes Gewicht zu drehen.
Wenn sich die Welle 16 in die zweite Richtung B dreht, stößt der erste Vorsprung 45 des Armes 40 schließlich gegen das freie Ende 33 der ersten Schraubenfeder 31. Da sich das freie Ende 33 in die zweite Richtung B dreht, wird der Schraubenabschnitt 34 der ersten Feder 31 in die zweite Richtung B verdreht. Folglich wird ein zurückstellendes Drehmoment in dem Schraubenabschnitt 34 zum Drehen der Welle 16 rückwärts in die erste Richtung A erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt dehnt sich der Schraubenabschnitt 34 in seiner radialen Richtung aus. Mit anderen Worten, sein Durchmesser wird größer, als es der Fall in dem ungespannten Zustand ist. Ein rückstellendes Drehmoment wird auch in dem Schraubenabschnitt 53 der zweiten Schraubenfeder 50 erzeugt, wenn die Welle 16 in die zweite Richtung B gedreht wird, wodurch das zweite feste Ende 52 der zweiten Schraubenfeder 50 in die gleiche Richtung verdreht wird. Dieses zurückstellende Drehmoment wirkt auch zum Drehen der Welle 16 in die erste Richtung A. Die zurückstellenden Drehmomente, die in den Schraubenfedern 31 und 50 erzeugt werden, wobei beide in die erste Richtung A wirken, werden als Kraft F2 zum Aufwärtsdrehen der Anzeigeeinheit 13 aus der geschlossenen Position P0 zu einer mittleren Position P3 benutzt (siehe Fig. 7).
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 12 wird eine Koppelvorrichtung 70 beschrieben, die die zweite Ausführungsform der Erfindung ist. Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist diese Kuppelvorrichtung 70 zwei Basisteile 71 und 72 und eine Welle 77 auf. Wie in Fig. 12 klar dargestellt ist, weist das Basisteil 71 Löcher 73 auf und das Basisteil 72 weist Löcher 74 auf. Ein hohles zylindrisches Lager 76 ist in das Basisteil 71 eingepaßt. Das Lager 76 weist ein Durchgangsloch 78 auf. Das Basisteil 72 weist ebenfalls ein Durchgangsloch 79 auf. Die Welle 77 geht durch die Löcher 78 und 79. Wie am besten in Fig. 9 gezeigt ist, weist die Welle 77 eine ringförmige Rille auf, die in den Abschnitt geschnitten ist, der gerade außerhalb des Basisteiles 72 angeordnet ist. Ein Ring 80 ist in die Ringförmige Rille eingepaßt, wodurch die axiale Bewegung der Welle 77 beschränkt wird. Beide Basisteile 71 und 72 sind an dem Hauptkörper 12 des Gerätes 11 (Fig. 7) mittels Schrauben (nicht gezeigt) befestigt, die in die Löcher 73 und 74 eingeführt sind.
Die Welle 77 ist durch die Basisteile 71 und 72 so gelagert, daß sie sich in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung drehen kann, die durch Pfeile A und B in Fig. 8 und 11 gezeigt sind. Die Welle 77 besteht aus einem ersten Abschnitt 85, einen zweiten Abschnitt 86 und einen Verbindungsabschnitt 87. Der erste Abschnitt 85, der ein massiver Zylinder ist, weist einen äußeren Durchmesser gleich dem des Lagers 76 auf.
Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist die Koppelvorrichtung 70 weiter zwei Schraubenfedern 90 und 110 auf, die um den ersten Abschnitt 85 bzw. den zweiten Abschnitt 86 der Welle 77 gewickelt sind. Die erste Feder 90 besteht aus einem festen Ende 91, einem freien Ende 92 und einem Schraubenabschnitt 93, der die Enden 91 und 92 verbindet. Das feste Ende 91 erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 93. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist das feste Ende 91 in einem Loch 95 befestigt, das in das Basisteil 71 geschnitten ist. Der Schraubenabschnitt 95 ist um den ersten Abschnitt 85 und auch das Lager 76 in eine erste Rotationsrichtung oder in die Richtung des in Fig. 8 gezeigten Pfeiles A gewickelt. Wenn sich der Schraubenabschnitt 95 in einem ungespannten Zustand befindet, ist sein innerer Durchmesser kleiner als der äußere Durchmesser des ersten Abschnittes 85 der Welle 77. Das freie Ende 92 der ersten Schraubenfeder 70 erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 93.
Wie in Fig. 8 und 9 dargestellt ist, ist ein Arm 100 an der Welle 77 mittels eines Stiftes 101 angebracht. Der Arm 100 weist einen Vorsprung 103 an einem Ende auf. Der Vorsprung 103 steht in eine solche Richtung vor, daß er gegen das freie Ende 92 der ersten Schraubenfeder 90 stößt, wenn der Arm 100 in eine zweite Rotationsrichtung oder in die Richtung des in Fig. 8 gezeigten Pfeiles B gedreht wird. Das Basisteil 71 wird durch eine Scheibe 104 und einen Ring 105 gehalten und somit daran gehindert, von dem Ende der Welle 77 herunter zu gleiten.
Wie beschrieben worden ist, ist die zweite Schraubenfeder 110 um den zweiten Abschnitt 86 der Welle 77 gewickelt. Die zweite Schraubenfeder 110 besteht aus einem ersten festen Ende 111, einem zweiten festen Ende 112 und einem Schraubenabschnitt 113, der die Enden 111 und 112 verbindet. Das erste feste Ende 111 ist in einem Loch 114 befestigt, das in das Basisteil 71 geschnitten ist. Wenn sich der Schraubenabschnitt 113 in einem ungespannten Zustand befindet, ist sein innerer Durchmesser größer als der äußere Durchmesser des zweiten Abschnittes 86 der Welle 77. Das zweite feste Ende 112 der zweiten Schraubenfeder 110 ist um einen zweiten Vorsprung 115 gebogen, der von dem Ende des Armes 100 vorsteht.
Der Betrieb der Koppelvorrichtung 70 wird nun erläutert. Wenn sich die Welle 77 in die erste Richtung A dreht, wird eine Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 85 der Welle 77 und dem w Schraubenabschnitt 93 der ersten Feder 90 erzeugt. Aufgrund dieser Reibung wird der Schraubenabschnitt 93 in die erste Richtung A verdreht. Als Resultat wird der Schraubenabschnitt 93 enger um den ersten Abschnitt 95 der Welle 77 gewickelt. Die Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 85 und dem Schraubenabschnitt 93 erhöht sich dadurch.
Wenn die Welle 77 in die zweite Richtung B gedreht wird, stößt der erste Vorsprung 103 des Armes 100 schließlich gegen das freie Ende 92 der ersten Schraubenfeder 90. Der Schraubenabschnitt 93 der ersten Feder 90 wird in die zweite Richtung B verdreht. Dadurch wird ein rückstellendes Drehmoment in dem Schraubenabschnitt 93 zum Drehen der Welle 77 rückwärts in die erste Richtung A erzeugt. Zur gleichen Zeit wird ein rückstellendes Drehmoment auch in dem Schraubenabschnitt 113 der zweiten Schraubenfeder 110 erzeugt, wenn die Welle 77 in die zweite Richtung B gedreht wird. Dieses rückstellende Drehmoment wirkt zum Drehen der Welle 77 rückwärts in die erste Richtung A. Somit wirken die zwei Schraubenfedern 90 und 110 zum Erzeugen eines großen rückstellenden Drehmomentes zusammen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 15 wird eine Koppelvorrichtung 120 beschrieben, die die dritte Ausführungsform der Erfindung ist. Wie in Fig. 13 und 14 gezeigt ist, weist diese Koppelvorrichtung 120 zwei Basisteile 121 und 122 und eine Welle 125 auf. Hohle zylindrische Lager 123 und 124 sind in die Basisteile 121 bzw. 122 eingepaßt. Das Lager 123 weist ein Durchgangsloch 126 auf, und das Lager 124 weist ein Durchgangsloch 127 auf. Die Welle 125 erstreckt sich durch die Löcher 126 und 127. Eine Scheibe 131 verhindert, daß sich das Basisteil 121 in die axiale Richtung bewegt. Ähnlich verhindert eine Scheibe 132, daß sich das Basisteil 122 in die axiale Richtung bewegt. Ein Ring 133 hindert die Welle 125 daran, daß sie sich in der axialen Richtung bewegt.
Die Welle 125 wird durch die Basisteile 123 und 124 derart gelagert, daß sie sich in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung drehen kann, die durch Pfeile A und B in Fig. 15 gezeigt ist. Die Welle 125 besteht aus einem ersten Abschnitt 140, einem zweiten Abschnitt 141 und einem Verbindungsabschnitt 142. Der erste Abschnitt 141 und der zweite Abschnitt 142, die beide ein massiver Zylinder sind, weisen einen äußeren Durchmesser gleich dem der Lager 123 und 124 auf.
Die Koppelvorrichtung 120 weist weiter zwei Schraubenfedern 145 und 160 auf, die um den ersten Abschnitt 140 bzw. dem zweiten Abschnitt 141 der Welle 125 gewickelt sind. Die erste Feder 145 besteht aus einem festen Ende 146, einem freien Ende 147 und einem Schraubenabschnitt 148, der die Enden 146 und 147 verbindet. Wie in Fig. 13 und 14 gezeigt ist, ist das feste Ende 146 in einem Loch 150 befestigt, das in das Basisteil 121 geschnitten ist. Der Schraubenabschnitt 148 ist um den ersten Abschnitt 140 und auch das Lager 123 in die erste Richtung A gewickelt. Wenn sich der Schraubenabschnitt 148 in einem ungespannten Zustand befindet, ist sein innerer Durchmesser kleiner als der äußere Durchmesser des ersten Abschnittes 140 der Welle 125. Das freie Ende 147 der ersten Schraubenfeder 145 erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 148.
Wie in Fig. 13 und 14 dargestellt ist, ist ein Arm 155 an der Welle 125 mittels eines Stiftes 156 angebracht. Der Arm 155 weist einen Vorsprung 157 an einem Ende auf. Der Vorsprung 157 steht so in eine Richtung vor, daß er gegen das freie Ende 147 der ersten Schraubenfeder 145 stößt, wenn der Arm 155 in die zweite Richtung B gedreht wird.
Wie beschrieben wurde, ist die zweite Schraubenfeder 160 um den zweiten Abschnitt 141 der Welle 125 gewickelt. Die zweite Schraubenfeder 160 besteht aus einem festen Ende 161, einem freien Ende 162 und einem Schraubenabschnitt 163, der die Enden 161 und 162 verbindet. Das feste Ende 161 ist in einem Loch 164 befestigt, das in das Basisteil 122 geschnitten ist. Der Schraubenabschnitt 163 ist um den zweiten Abschnitt 141 der Welle 125 und das Lager 124 in die erste Richtung A gewickelt. Ier Schraubenabschnitt 163 ist in die Richtung entgegengesetzt zu der gewickelt, in der der Schraubenabschnitt 148 der ersten Feder 145 gewickelt ist. Wenn der Schraubenabschnitt 163 sich in einem ungespannten Zustand befindet, ist sein innerer Durchmesser kleiner als der äußere Durchmesser des zweiten Abschnittes 141 der Welle 125. Das freie Ende 162 der zweiten Schraubenfeder 160 erstreckt sich tangential zu dem Umfang des Schraubenabschnittes 163 der zweiten Schraubenfeder 160. Der Schraubenabschnitt 163 weist den gleichen Durchmesser auf wie der des Schraubenabschnittes 148 der ersten Feder 145.
Der Arm 155 weist einen zweiten Vorsprung 170 an einem Ende auf. Der Vorsprung 170 steht in solch eine Richtung vor, daß er gegen das freie Ende 162 der zweiten Schraubenfeder 160 stößt, wenn der Arm 155 in die zweite Richtung B gedreht wird.
Der Betrieb der Koppelvorrichtung 120 wird nun erläutert. Wenn die Welle 125 in die erste Richtung A gedreht wird, wird eine Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 140 der Welle 125 und dem Schraubenabschnitt 148 der ersten Feder 145 und auch zwischen dem zweiten Abschnitt 141 der Welle 125 und dem Schraubenabschnitt 163 der zweiten Feder 160 erzeugt. Aufgrund dieser Reibung werden die Schraubenabschnitte 148 und 163 in die erste Richtung A verdreht. Als Resultat werden die Schraubenabschnitte 148 und 163 enger um die Abschnitte 140 bzw. 141 der Welle 125 gewickelt. Die Reibung zwischen dem ersten Abschnitt 140 und dem Schraubenabschnitt 148 und die Reibung zwischen dem zweiten Abschnitt 141 und den Schraubenabschnitt 163 werden dadurch erhöht.
Wenn die Welle 125 in die zweite Richtung B gedreht wird, stoßen die Vorsprünge 157 und 170 auf das freie Ende 147 der ersten Schraubenfeder 145 bzw. das freie Ende 162 der zweiten Schraubenfeder 160. Die Schraubenabschnitte 148 und 163 werden dadurch in die zweite Richtung B verdreht. Daher wird ein rückstellendes Drehmoment in jedem Schraubenabschnitt zum Drehen der Welle 125 umgekehrt in die erste Richtung A erzeugt. Somit wirken die zwei Schraubenfedern 145 und 160 zum Erzeugen eines großen rückstellenden Drehmomentes zusammen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 16 bis 18 wird eine Koppelvorrichtung 180, die die vierte Ausführungsform der Erfindung ist, beschrieben. Diese Koppelvorichtung 180 ist in der Struktur der in Fig. 13 bis 15 gezeigten Vorrichtung 120 mit Ausnahme des folgenden identisch. Daher sind in den Fig. 16 bis 18 gleiche und entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie die in Fig. 13 bis 15 benutzten, und sie werden nicht im einzelnen erläutert.
Die Koppelvorrichtung 180 weist zwei Schraubenfedern 181 und 182 auf. Die Federn 180 und 182 sind um den ersten und zweiten Abschnitt 140 und 141 der Welle 125 gewickelt. Die erste Schraubenfeder 181 besteht aus einem festen Ende 185, einem freien Ende 186 und einem Schraubenabschnitt 187, der die Enden 185 und 186 verbindet. Wie in Fig. 16 und 17 gezeigt ist, ist das feste Ende 185 in einem Loch 150 befestigt, das in das Basisteil 121 geschnitten ist. Die zweite Schraubenfeder 182 besteht aus einem festen Ende 190, einem freien Ende 191 und einem Schraubenabschnitt 192, der die Enden 190 und 191 verbindet. Das feste Ende 190 ist in einem Loch 164 befestigt, das in das Basisteil 122 geschnitten ist. Die Schraubenfedern 181 und 182 weisen den gleichen Durchmesser auf und sind um die Welle 125 in die gleiche Richtung gewickelt. Ein Abstandshalter 193 ist auf der Welle 125 angebracht und daran befestigt mittels eines Stiftes 156, und er ist zwischen der ersten Schraubenfeder 181 und der zweiten Schraubenfeder 182 angeordnet.
Wenn im Betrieb die Welle 125 in die erste Richtung A gedreht wird, wie in Fig. 16 gezeigt ist, wird der Schraubenabschnitt 187 der Schraubenfeder 181 eng um den ersten Abschnitt 140 der Welle 125 gewickelt. Als Resultat wird eine große Reibung zwischen der Welle 125 und der ersten Feder 181 erzeugt. Wenn die Welle 125 in die zweite Richtung B gedreht wird, wird der Schraubenabschnitt 192, der Schraubenfeder 182 eng um den zweiten Abschnitt 141 der Welle 125 gewickelt. Eine große Reibung wird dadurch zwischend der Welle 125 und der zweiten Feder 182 erzeugt.

Claims

1. Koppelvorrichtung (10, 70) zum Verbinden eines ersten Gliedes (12) mit einem zweiten Glied, das drehbar relativ zu dem ersten Glied ist, mit:

mindestens einem an dem ersten Glied befestigten Basisteil (15, 71. 72);

einer von dem Basisteil (15, 71, 72) gelagerten Welle (16, 77), die sich in eine erste Richtung (A) und auch in eine zweite Richtung (B) entgegengesetzt zu der ersten Richtung (A) drehen kann und einen ersten Abschnitt (25, 85), einen zweiten Abschnitt (26, 86) und einen Verbindungsabschnitt (27, 87) aufweist, wobei sie mit dem zweiten Glied verbunden ist;

einer ersten Feder (31, 90) mit einem festen Ende (32, 91), das in Eingriff mit dem Basisteil (15, 71) steht, einem freien Ende (33, 92) und einem Schraubenabschnitt (34, 93), der das feste und das freie Ende (32, 91; 33, 92) verbindet und in die erste Richtung (A) um den ersten Abschnitt (25, 85) der Welle (16, 77) gewickelt ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (34, 93) kleiner als der des ersten Abschnittes (25, 85) der Welle (16, 77) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (34, 93) im freien Zustand befindet; und

einem ersten Mittel (45, 103), das zu der Welle (16, 77) hinzugefügt ist, zum Bewegen des freien Endes (33, 92) der ersten Feder (31, 90), wenn die Welle (16, 77) in die zweite Richtung (B) gedreht wird, wodurch der Schraubenabschnitt (34, 93) der ersten Feder (31, 90) in die zweite Richtung (B) verdreht wird;

gekennzeichnet durch:

eine zweite Feder (50, 110) mit einem ersten festen Ende (51, 111), das in Eingriff mit dem Basisteil (15, 72) steht, einem zweiten festen Ende (52, 112) und einem Schraubenabschnitt (53, 113), der das erste und zweite Ende (51, 111; 52, 112) verbindet und an den zweiten Abschnitt (26, 86) der Welle (16, 77) angeordnet ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (53, 113) größer als der des zweiten Abschnittes (26, 86) der Welle (16, 77) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (53, 113) im freien Zustand befindet; und

einem zweiten Mittel (61, 115), das zu der Welle (16, 77) hinzugefügt ist, zum Bewegen des zweiten festen Endes (52, 112) der zweiten Feder (50, 110), wenn die Welle (16, 77) in die zweite Richtung (B) gedreht wird, wodurch der Schraubenabschnitt (53, 113) der zweiten Feder (50, 110) in die zweite Richtung (B) verdreht wird.

2. Koppelvorrichtung (19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (16) einen Schlitz (60) aufweist, der in ein Ende geschnitten ist, und das zweite feste Ende (52) der zweiten Feder (50) in den Schlitz (60) der Welle (16) gepaßt ist.

3. Koppelvorrichtung (70) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Armteil (100) zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt (85, 86) der Welle (77) angeordnet ist und das erste und zweite Mittel (103, 115) von dem Armteil (100) vorstehen.

4. Koppelvorrichtung (70) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel (115) so angeordnet ist, daß es das zweite feste Ende (112) der zweiten Feder (110) berührt, wenn die Welle (77) in die zweite Richtung (B) gedreht wird.

5. Koppelvorrichtung (120) zum Verbinden eines ersten Gliedes mit einem zweiten Glied, das drehbar relativ zu dem ersten Glied ist, mit:

mindestens einem an dem ersten Glied befestigten Basisteil (121, 122);

einer von dem Basisteil (121, 122) gelagerten Welle (125), die sich in eine erste Richtung (A) und auch in eine zweite Richtung (B) entgegengesetzt zu der ersten Richtung (A) drehen kann und einen ersten Abschnitt (140), einen zweiten Abschnitt (141) und einen Verbindungsabschnitt (142) aufweist, wobei sie mit dem zweiten Glied verbunden ist;

einer ersten Feder (145) mit einem festen Ende (146), das in Eingriff mit dem Basisteil (121) steht, einem freien Ende (147) und einem Schraubenabschnitt (148), der das feste und das freie Ende (146, 147) verbindet und in die erste Richtung (A) um den ersten Abschnitt (140) der Welle (125) gewickelt ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (148) kleiner als der des ersten Abschnittes (140) der Welle (125) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (148) im freien Zustand befindet; und einem ersten Vorsprung (157), der zu der Welle (125) hinzugefugt ist, zum Bewegen des freien Endes (147) der ersten Feder (145), wenn die Welle (125) in die zweite Richtung (B) gedreht wird, wodurch der Schraubenabschnitt (148) der ersten Feder (145) in die zweite Richtung (B) verdreht wird;

gekennzeichnet durch:

eine zweite Feder (160) mit einem festen Ende (161), das in Eingriff mit dem Basisteil (122) steht, einem freien Ende (162) und einem Schraubenabschnitt (163), der das feste und freie Ende (161, 162) verbindet und in die erste Richtung (A) um den zweiten Abschnitt (141) der Welle (125) gewickelt ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (163) kleiner als der äußere Durchmesser des zweiten Abschnittes (141) der Welle (125) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (163) im feien Zustand befindet; und

einen zweiten Vorsprung (170), der zu der Welle (125) hinzugefügt ist, zum Bewegen des freien Endes (162) der zweiten Feder (160), wenn die Welle (125) in die zweite Richtung (B) gedreht wird, wodurch der Schraubenabschnitt (163) der zweiten Feder (160) in die zweite Richtung (B) verdreht wird.

6. Koppelvorrichtung (120) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenabschnitt (148) der ersten Feder (145) und der Schraubenabschnitte (163) der zweiten Feder (160) in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind, ein Armteil (155) zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt (140, 141) der Welle (125) angeordnet ist und der erste und zweite Vorsprung (157, 170) von dem Armteil (155) vorstehen.

7. Koppelvorrichtung (180) zum Verbinden eines ersten Gliedes mit einem zweiten Glied, das drehbar relativ zu dem ersten Glied ist, mit:

mindestens einem an dem ersten Glied befestigten Basisteil (121, 122);

eine von dem Basisteil (121, 122) gelagerte Welle (125), die sich in eine erste Richtung (A) und auch in eine zweite Richtung (B) entgegengesetzt zu der ersten Richtung (A) drehen kann und einen ersten Abschnitt (140), einen zweiten Abschnitt (141) und einen Verbindungsabschnitt (142) aufweist, wobei sie mit dem zweiten Glied verbunden ist; und

einer ersten Feder (181) mit einem festen Ende (185), das in Eingriff mit dem Basisteil (121) steht, einem freien Ende (186) und einem Schraubenabschnitt (187), der das feste und freie Ende (185, 186) verbindet, und in die erste Richtung (A) um den ersten Abschnitt (140) der Welle (125) gewickelt ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (187) kleiner als der des ersten Abschnittes (140) der Welle (125) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (187) im freien Zustand befindet;

gekennzeichnet durch:

eine zweite Feder (182) mit einem festen Ende (190), das in Eingriff mit dem Basisteil (122) steht, einem freien Ende (191) und einem Schraubenabschnitt (192), daß das feste und das freie Ende (190, 191) verbindet und in die zweite Richtung (B) um den zweiten Abschnitt (141) der Welle (125) gewickelt ist, wobei der innere Durchmesser des Schraubenabschnittes (192) kleiner als der äußere Durchmesser des zweiten Abschnittes (141) der Welle (125) ist, wenn sich der Schraubenabschnitt (192) im freien Zustand befindet.